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工程师臆测发烧线材到底是不是玄学

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发表于 2017-1-17 15:17 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式 来自 山东济南
本帖最后由 叁拾陆度捌 于 2017-1-17 15:31 编辑

土木工程师而已。
2013年在商店入了一条ie6,勉为其难半遮半掩扭扭捏捏的入了坑。
起初,我也不相信线材对声音是有影响的。
入烧一年后,不小心给se535换了条线,始信:线易声不同。
工科生较真啊。对此现象,脑中过滤电力学基础千百遍,因执拗于u=ir,始终找不到合理的答案。
另,坚信大家挂在嘴边的“烧来烧去只剩电”的老烧经验,一直扒拉电学原理。
一晃又在风中凌乱了三年……………………………………………………………



近期在一个hifi论坛看到一篇关于高频电流趋肤效应的文章,方脑洞大开。
文中大意是电流分为低频电流和高频电流。
根据国际电工协会IEC581标准,和我国的GB/T14277-93国家标准,是这样划分频段的:小于30Hz超低频段,30-150Hz为低频段,150-500Hz为中低频段,500-5KHz为中高频段,5K-16KHz高频段,再之上是超高频段。
高频电流会产生“趋肤效应”的。也叫“集肤效应”。
以下括号内的材料来自360百科,枯燥无味的理论,部分人士可以选择性阅读。



(即当交变电流通过导体时,电荷将集中在导体表面流过,这种现象叫集肤效应。指电流以频率较高的电子在导体中传导时,电荷会聚集于总导体表层,而非平均分布于整个导体的截面积中。
在计算导线的电阻和电感时,假设电流是均匀分布于他的截面上。严格说来,这一假设仅在导体内的电流变化率(di/dt)为零时才成立。另一种说法是,导线通过直流(dc)时,能保证电流密度是均匀的。但只要电流变化率很小,电流分布仍可认为是均匀的。对于工作于低频的细导线,这一论述仍然是可确信的。但在高频电路中,电流变化率非常大,不均匀分布的状态甚为严重。高频电流在导线中产生的磁场在导线的中心区域感应出最大的电动势。由于感应的电动势在闭合电路中产生感应电流,在导线中心的感应电流最大。因为感应电流总是在减小原来电流的方向,它迫使电流只限于靠近导线外表面处。这样,趋肤效应使导线型传输线在高频(微波)时效率很低,因为信号沿它传送时,衰减很大。
趋肤效应使导体的有效电阻增加。频率越高,趋肤效应越显著。当频率很高的电流通过导线时,可以认为电流只在导线表面上很薄的一层中流过,这等效于导线的截面减小,电阻增大,以致发热严重。
在工业应用方面,利用趋肤效应可以对金属进行表面淬火,使某些金属件表皮坚硬、耐磨,而内部却有一定柔性,防止脆裂。
既然导线的中心部分几乎没有电流通过,就可以把这中心部分除去以节约材料。因此,在高频电路中可以采用空心导线代替实心导线。
此外,为了削弱趋肤效应,在高频电路中也往往使用多股相互绝缘细导线编织成束来代替同样截面积的粗导线,这种多股线束称为辫线。)



音频信号是随机信号,属于交流变频信号。频率范围广,不乏高频。
音频信号在导线中传输,不可避免要产生集肤效应或趋肤效应。造成以下三种但仅不限于此的影响:
1.单一截面的粗导线,高频衰减快又多以致变弱,造成音响设备声音发暗。(笔者的推测,算是臆测)
2.发热严重。一些“暖手宝”播发器或耳放肯定有它的贡献。(主观臆测)
3.线材发硬。不仅是由于外层的绝缘材料老化,也有高频金属淬火原理发生。(更加不靠谱的主观臆测)
为了消除这种影响,有经验的发烧友采取了以下但不仅限于此的措施:
1.特别细的相互绝缘多股绞线或编织线做音响线,而不是单一截面粗导线;
2.利用集肤效应原理,在铜线表面镀银,减少成本,降低电阻,保证高频电流的传输,减少发热,声音变亮。
3.如果资金允许,可以用纯银线。(因为同等条件下纯银的电阻率最低,一银二铜三黄金)
综上所述,由于趋肤效应的存在,高频在相同的标称面积的导线中,单一截面的和多股编织线中,传输率是不一样的,这样就解释了为什么不同结构的线材对应不同的声音。所以,发烧线材不是玄学。再结合到金属高频淬火,煲线材也有一定的道理。
这个解释是比较片面的,还有很多别的因素存在的。限于笔者认知水平,不敢继续胡乱臆测了。



应该说明的是,纯铜(4N)镀银线价格还比较亲民的,12厘米长100股0.2mm的镀银对录线带插头成本价也就15元左右。但是5N及以上的实实在在的纯铜线或者镀银线很难买到,因为烧友没有办法验证其真假,虚标者居多。
索尼一直说自己是7NOFC,自从烧友爆出其升级线分线处是焊接的后,我很难相信这个说法了。
免责声明:以上部分情节为笔者虚构,如有雷同,纯属巧合。
春节将至,提前拜年了。

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发表于 2017-1-17 15:27 | 只看该作者 来自 广东深圳
好厉害的感觉
不过播放器发热,个人人为其中一部分的热量贡献是逻辑芯片使用的3.3-5V,运放使用的±10V之间的LDO导致的
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